钛微合金钢冶炼过程中TiN生成与控制的研究进展  

Research Progress of TiN Formation and Control in the Smelting Process of Ti-Microalloyed Steel

作　　者：杨睿 李阳 孙萌 马帅 毛昀惬 姜周华 Yang Rui;Li Yang;Sun Meng;Ma Shuai;Mao Yunqie;Jiang Zhouhua(School of Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110819,China)

机构地区：[1]东北大学冶金学院,沈阳110819

出　　处：《特殊钢》2025年第1期1-15,共15页Special Steel

基　　金：国家自然科学基金(52074075);辽宁省科技计划联合计划(2023 JH2/101700302)。

摘　　要：钛微合金钢在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用。向钢中加入Ti元素进行微合金化,可以明显地提高材料的强度,并且改善材料的性能,但会在钢中形成TiN夹杂。TiN析出温度较高,细小的TiN夹杂可以抑制高温下晶粒的长大,同时诱导晶内针状铁素体(IAF)的形成;而粗大的TiN夹杂对材料的性能不利。本文从TiN的生成与控制两个方面讨论了国内外近年来关于含钛微合金钢中TiN生成的最新进展。在TiN的生成上,主要总结了TiN的生成方式、形貌特征、热力学及动力学因素对TiN生成的影响,以及钢中TiN对钢材性能的危害。在TiN的控制上,主要总结了Al、B元素与Ti元素的协同作用对TiN生成的影响、Mg处理、Ca处理,以及稀土(Ce、La、Y)处理对钢中TiN生成的影响。钢中其他元素和Ti元素间的协同效应可以影响TiN的数量、尺寸及形貌。Mg处理、Ca处理以及稀土处理可以为TiN的生成提供有效形核质点,同时减少了大尺寸TiN夹杂的生成。经过Mg、Ca处理及稀土处理能生成纳米级的TiN复合夹杂,能有效诱导IAF的形成,强化钢材的性能。Titanium-microalloyed steel is widely used in aerospace,automotive manufacturing,construction engineering tahned motahteerr iafile,l dbsu.t ATdiNd iinngc lTuis tioo ntsh ew isltle eble ffoorr mmeicdr oinal ltohyei nsgte ceal.n Tohbev iopuresclyip iintactrieoans ete tmhep esrtaretunrget ho fa nTdiN i misp hroivgeh,th fein per oTpiNer tiinecsl uof⁃sion can inhibit the growth of grain at high temperature,and induce the formation of inocrystalline needle ferrite(IAF);tAionnd othf eT itNhi cink TTii-Nb einarcilnugs imonic irso aulnlofayveodr asbtelee lsto a tth heo pmroep aenrdti easb orof atdh ei sm daitsecruiasls.e dI nfr tohmis tpwaop aesrp,e tchtes loaft ethste pforormgraetsiso nin a tnhde cfoonrmtraol⁃toef rTisitNic.s,O tnh ethrme ofodrymnaamtioicn aonf dT ikNin,e tthicis f apcatpoersr mona itnhley fsourmmamtiaorniz eosf TthieN,in falsu ewneclel aTsi Nth eo f hfaorrmm aotfi oTni Nm oind es t,emelo orpnh tohleo gpyr ocphearrtaiecs⁃oMf gs ttereeal.tm Oenn tt,h eC ac otnretraotml oefn Tt,iN a,n dt hrea reef feeacrttsh(of Cthee,sLyan,e rYg)is ttirce aatcmtieonnt oofn Athl,e fBo ramnadt iToni oonf TthiNe fionr mstaeteilo na roef mTaiNin,ly t hsue memffeacrtisz eodf iTni tehliesm peanpte irn.Tstheee la.m Mougn ttr,e astimzee nant,d Cmao rtrpehaotmloegny to af nTdi Nra crea ne abret ha ftfreecattemde bnyt cthaen spyrnoevrigdies teicff eecffteivcet bneutcwleeeanti oonth ienrc leulesimonen ftosr atnhde fcoormmpaotisointe oifn cTliuNsi,o nwsh oilfe s ruebd-umciicnrgo nth aen fdo rnmaantoi-osnc aolfe lacragne bsei zfeo rTmiNed,in cwlhuiscihon c.a nA eftfefer cMtivge,l yC ian danudce r athree efoarrmtha ttiroena tomf eInAt,F TaniNd strengthen the properties of steel.

关 键 词：钛微合金钢 TiN生成行为 TiN控制 稀土处理 氧化物冶金 

分 类 号：TG142.1[一般工业技术—材料科学与工程]